(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201821697707.2
(22)申请日 2018.10.19
(73)专利权人 中国恩菲工程技术有限公司
地址 100038 北京市海淀区复兴路12号
(72)发明人 曹亮 高波 任兆成 孙建新
申志妍
(74)专利代理机构 北京律智知识产权代理有限
公司 11438
代理人 袁礼君 阚梓瑄
(51)Int.Cl.
F25B 30/06(2006.01)
F24H 4/02(2006.01)
F24H 4/06(2006.01)
F28D 21/00(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
(57)摘要
本实用新型提供了一种矿井回风余热回收
装置的风道的一端连接矿井回风井，风道的另一
端连接风换热器组件；热水输配装置包括热水供
水管以及热水回水管，热水供水管和热水回水管
的一端连接水换热器组件，另一端连接热水利用
装置；风换热器组件与水换热器组件之间用铜管
连接，风换热器组件用于吸收回风中的热量，水
换热器组件将风换热器组件吸收的热量传导至
热水输配装置中的循环水。权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 208952464 U 2019.06.07
C N 208952464
U
1.一种矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，包括导风装置、风换热器组件、水换热器组件、热水输配装置以及热水利用装置；
所述导风装置的风道的一端连接矿井回风井，所述风道的另一端连接所述风换热器组件；
所述热水输配装置包括热水供水管以及热水回水管，所述热水供水管和所述热水回水管的一端连接所述水换热器组件，另一端连接所述热水利用装置；
所述风换热器组件与所述水换热器组件之间用铜管连接，所述风换热器组件用于吸收回风中的热量，所述水换热器组件将所述风换热器组件吸收的所述热量传导至所述热水输配装置中的循环水。
2.如权利要求1所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，所述水换热器组件包括进水口以及出水口，所述热水供水管连接于所述出水口，所述热水回水管连接于所述进水口。
3.如权利要求1所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，所述风换热器组件包括第一侧面以及第二侧面，所述第一侧面与外界空气接触，所述第二侧面与所述导风装置中的所述回风接触。
4.如权利要求1所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，所述热水利用装置可以是矿井进风预热装置和/或淋浴装置和/或供暖装置。
5.如权利要求1所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，所述导风装置包括水平导风道以及弯曲导风道，所述水平导风道的两端分别连接所述矿井回风井和所述弯曲导风道，所述弯曲导风道的另一端连接所述风换热器组件。
6.如权利要求1-5任一项所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，所述热水输配装置还包括循环水泵组件，用于将所述循环水依次在所述水换热器组件、所述热水供水管、所述热水利用装置以及所述热水回水管之间循环。
7.如权利要求6所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，所述循环水泵组件的出水端设置有单向阀。
8.如权利要求1-5任一项所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，所述热水输配装置还包括补水装置，用于补充所述循环水。
9.如权利要求8所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，所述热水输配装置还包括软化水装置，用于降低自来水的硬度。
10.如权利要求1-5任一项所述的矿井回风余热回收利用系统，其特征在于，还包括自动控制系统，用于监测所述矿井回风余热回收利用系统的工作情况。
权 利 要 求 书1/1页CN 208952464 U
矿井回风余热回收利用系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及矿井余热回收领域，尤其涉及一种矿井回风余热回收利用系统。
背景技术
[0002]矿井回风是一种优质的余热资源，但目前矿井的回风一般都是直接排入大气，大量余热资源没有得到有效利用，既造成了能源的浪费，又加剧了温室效应。
[0003]现有技术中，矿井回风余热回收利用系统主要是通过喷淋水喷淋矿井回风，从而吸收回风中的热量，吸收热量的喷淋水收储在集水池中，再通过水源热泵将喷淋水转换成温度较高的热水，供矿区使用。
[0004]上述技术中，喷淋设备、集水池以及水源热泵设备构成的回收系统整体结构较复杂，增加了设计难度，加大了投入成本。
[0005]在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
[0006]本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种结构简单且回收效率高的矿井回风余热回收利用系统。
[0007]为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0008]根据本实用新型的一个方面，提供了一种矿井回风余热回收利用系统，包括导风装置、风换热器组件、水换热器组件、热水输配装置以及热水利用装置；所述导风装置的风道的一端连接矿井回风井，所述风道的另一端连接所述风换热器组件；所述热水输配装置包括热水供水管以及热水回水管，所述热水供水管和所述热水回水管的一端连接所述水换热器组件，另一端连接所述热水利用装置；所述风换热器组件与所述水换热器组件之间用铜管连接，所述风换热器组件用于吸收回风中的热量，所述水换热器组件将所述风换热器组件吸收的所述热量传导至所述热水输配装置中的循环水。
[0009]根据本实用新型的一实施方式，所述水换热器组件包括进水口以及出水口，所述热水供水管连接于所述出水口，所述热水回水管连接于所述进水口。
[0010]根据本实用新型的一实施方式，所述风换热器组件包括第一侧面以及第二侧面，所述第一侧面与外界空气接触，所述第二侧面与所述导风装置中的所述回风接触。[0011]根据本实用新型的一实施方式，所述热水利用装置可以是矿井进风预热装置和/或淋浴装置和/或供暖装置。
[0012]根据本实用新型的一实施方式，所述导风装置包括水平导风道以及弯曲导风道，所述水平导风道的两端分别连接所述矿井回风井和所述弯曲导风道，所述弯曲导风道的另一端连接所述风换热器组件。
[0013]根据本实用新型的一实施方式，所述热水输配装置还包括循环水泵组件，用于将所述循环水依次在所述水换热器组件、所述热水供水管、所述热水利用装置以及所述热水
回水管之间循环。
[0014]根据本实用新型的一实施方式，所述循环水泵组件的出水端设置有单向阀。[0015]根据本实用新型的一实施方式，所述热水输配装置还包括补水装置，用于补充所述循环水。
[0016]根据本实用新型的一实施方式，所述热水输配装置还包括软化水装置，用于降低自来水的硬度。
[0017]根据本实用新型的一实施方式，还包括自动控制系统，用于监测所述矿井回风余热回收利用系
统的工作情况。
[0018]由上述技术方案可知，本实用新型的矿井回风余热回收利用系统的优点和积极效果在于：
[0019]通过利用空气源热泵技术，使得矿井回风直接与风换热器组件接触，热量从回风中转移至风换热器组件中，之后再通过水换热器组件将回风中的热量转移至循环水中。相比现有技术，省去了喷淋水设备以及储水池的设计，使得本实用新型的回收系统的结构更加简单。
[0020]另外，本实用新型仅通过空气源热泵就可将热量从矿井回风中转移至循环水中，相比现有技术中先用喷淋水将热量吸收，再通过水源热泵将热量转移至循环水中，本实用新型提供的系统大大提高了矿井回风热量的回收效率。
附图说明
[0021]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0022]图1是根据一示例性实施方式示出的一种矿井回风余热回收利用系统的原理图。[0023]图2是根据一示例性实施方式示出的风换热器组件和水换热器组件的工作原理图。
[0024]其中，附图标记说明如下：
[0025]1、导风装置；11、水平导风道；12、弯曲导风道；2、风换热器组件；21、铜管；22、第一侧面；23、第二侧面；24、蒸发器；25、压缩机；3、水换热器组件；31、进水口；32、出水口；33、冷凝器；34、膨胀阀；4、热水输配装置；41、热水供水管；42、热水回水管；43、循环水泵组件；431、循环水泵；432、单向阀；433、过滤器；434、软连接；44、补水泵；45、软化水装置；451、树脂罐；452、盐箱；5、热水利用装置；6、矿井回风井。
具体实施方式
[0026]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0027]虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将
会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“顶”、“底”等也作具有类似含义。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放
式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
[0028]本发明的构思在于：利用空气源热泵技术，通过风换热器组件2吸收矿井回风中的热量，以及水换热器组件3将热量传导入循环水，进而用于矿井进风预热、矿区淋浴、矿区供暖，或矿区其他热水利用的装置，替代了传统燃煤、燃油或电能，达到了节约能源的效果。[0029]下面结合附图，对本实用新型的一些实施例作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互结合。
[0030]请参阅图1，在本实施例中，本实用新型的矿井回风余热回收利用系统，包括导风装置1、风换热器组件2、水换热器组件3、热水输配装置4以及热水利用装置5。导风装置1的风道的一端连接于矿井回风井6，风道的另一端连接于风换热器组件2。热水输配装置4包括热水供水管41以及热水回水管42，热水供水管41和热水回水管42的一端连接在水换热器组件3，另一端连接在热水利用装置5。风换热器组件2与水换热器组件3之间可以用铜管21连接。风换热器组件2用于吸收回风中的热量，水换热器组件3将风换热器组件2吸收的热量传导至热水输配装置4中流动的循环水。
[0031]具体来说，如图2所示，风换热器组件2可以包括蒸发器24以及压缩机25，水换热器组件3可以包括冷凝器33以及膨胀阀34。蒸发器24、压缩机25、冷凝器33以及膨胀阀34构成了空气源热泵机组。上述蒸发器24、压缩机25、冷凝器33以及膨胀阀34之间可以用铜管21连接，铜管21中储存有传热工质。
传热工质可以是异丁烷、正丁烷、氟里昂等，或上述几种物质的组合。传热工质在常压下的沸点很低，为零下40℃，凝固点为零下100℃以下，该物质在温度较低的情况下呈液态。故当传热工质与矿井回风(温度大致为8℃)接触后，传热工质迅速汽化。
[0032]下面详细说明风换热器组件2和水换热器组件3在工作时，如何将矿井回风中的热量转移至循环水中的工作原理：
[0033]蒸发器24中的传热工质吸收矿井回风中的热量，传热工质在蒸发器24中汽化，处于低温低压状态下的传热工质经压缩机25压缩后变为高温高压状态下的气体，高温高压的气体被送至冷凝器33。由于传热工质的温度高于循环水的温度，传热工质受温度较低的循环水的作用，传热工质从气体变为液体，同时释放出热量，使得循环水的温度升高。液态状态下的传热工质经膨胀阀34节流后，在压力作用下返回蒸发器24，重复上述动作。在上述循环中，实现了热量从矿井回风向循环水中的转移。
[0034]如图1所示，一个风换热器组件2和一个水换热器组件3构成一组空气源热泵机组，应当理解的是，本领域的普通技术人员可根据矿井回风的出风量的大小，设置多组空气源热泵机组。在本实用新型中，不对风换热器组件2和水换热器组件3的数量作特别限定。[0035]进一步地，水换热器组件3包括进水口31和出水口32，热水供水管41连接出水口32，热水回水管42连接进水口31。经过加热后的循环水从出水口32流出，经过热水供水管41流入热水利用装置5，热水利用装置5例如是矿井进风预热装置，
循环水经过矿井进风预热装置后，循环水的温度由于转移至矿井进风中，温度相应降低。经过循环水泵组件43的作
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